光纤温度传感器在微波场测温中的应用

处于强电磁场的环境下，在微波场中温度的测量依然是一个技术难题。介绍了适用于微波场测温的各类光纤温度传感器，阐述了光纤光栅用于温度传感的原理及在微波场中测温的前景与应用。对微波场中测温技术的进一步发展具有一定的参考价值。     

微波加热中物料实时温度测量无线传感器及其网络

微波作为新型的清洁能源在工业生产中得到广泛应用。然而,微波选择性加热导致的加热不均匀和微波场中温度难以准确实时测量的问题限制了微波工业设备的高效设计与应用。针对以上问题,本文设计了一种基于无线传感器网络和单片机技术的微波加热温度测量系统,该系统以STM32作为微控制器、CC1101作为无线收发器组成星型无线传感器网络,并开发简易的上位机显示程序,实现了微波加热过程中多点位置的实时温度测量。其中无线传感器节点(End Device)采用DS18B20数字温度传感器实时测量节点位置温度值并发送数据,中央节点(Access Point)接收数据并通过RS232串口上传至PC机显示。本文使用该系统测量结果和光纤温度计结果作为比对,验证了该系统的可行性和准确性,且该系统成本低廉、布控灵活,适用于隧道式工业微波加热等多种应用场景。     

微波辐射对不同植物油温度响应规律影响的研究

本文探讨不同微波参数下植物油的温度响应规律变化情况。研究结果表明，微波平均辐射强度对植物没的温升曲线及其线性相关性影响较大。为此，建立了描述不同微波辐射强度下有关植物油温度与时间关系的数学模型，并分析了微波辐射对金属温度传感器的测温原理。     

光纤传感测温方法与红外测温的比较

光纤传感是一门新兴学科,利用光纤传感方法进行测温,是现代测温方法发展的必然结果,也是红外测温方法的进一步发展。本文将光纤传感测温与红外测温中采用的探测器,信号处理等进行比较,指出两者的同异。特别指出光纤传感器应用于温度测量的优点,最后介绍了我们研制的瞬态温度测量、连续温度测量、分布温度测量以及点温测量等多种光纤温度传感器,它们既扩大了红外技术的应用领域,也把测温技术提高到一个新的层次。     

微波温度补偿检波器的设计与应用

在微波发射系统中，有一些部位的射频工作状况需要监测和控制。温度补偿检波器的功能，是对微波信号进行检波和放大。向监控分系统实时提供精确的视频信号，采用温度补偿技术，检波器能在宽温范围内检波输出稳定，微波发射系统使用温度补偿检波器后，完善了系统的自我监测功能，保证了发射机工作稳定。     

红外分布光纤温度传感器系统及特性研究

利用光纤喇曼散射的温度效应和光纤的光时域反射（ＯＴＤＲ）技术研制了应用于空间温度分布场实时测量的红外分布光纤温度传感器系统（ＩＲ－ＤＦＴＳＳ），在系统中光纤既是传输媒体也是传感媒体，在１ｋｍ传感光纤上采样２００点，并能对测温点定位。本文对系统主要特性进行了分析和讨论，实验结果如下：系统的测量范围０－１３０℃；测温准确度±２℃；测温分辨率０．１℃；光纤传感探头的空间分辨率为４ｃｍ；自由展开光纤空间分辨率小于１０ｍ，测量时间小于４０ｓ。     

基于可调谐半导体激光吸收光谱技术的甲烷/空气预混平焰炉温度测量

燃烧场温度的测量对于燃烧诊断具有重要意义。开展了基于可调谐半导体激光吸收光谱 (Tunable diode laser absorption spectroscopy, TDLAS)的在 线测温方法研究,基于双光束分时扫描技术,实现了双激光器协同工作与燃烧产物水汽 7154.35 cm$^{-1}$ 和7467.77 cm$^{-1}$两条吸收谱线的同时测量,并利用双线积分吸光度比值关系完成温度的精确反演, 满足燃烧场温度在线检测应用需要。开展了针对甲烷/空气预混平焰炉火焰温度的实时检测实验研究, 并与热电偶进行了测温对比分析,两种方法的测量具有较好的一致性,相对误差小于3.8\%,验证 了TDLAS技术对燃烧场温度非侵入式快速测量的可行性和可靠性。     

高精度星载微波定标源黑体温度测量控制系统的设计

微波辐射定标源作为微波辐射计的重要载荷设备,可校准微波辐射计输入亮温度与输出量值间的关系,实现微波辐射计灵敏度、线性度和稳定度等参数的标定。针对辐射源黑体及其测温传感器,设计了一种在轨温度测量与控制电路,用于温度信号的检测与调理、低通滤波、数据采集、温度数据处理以及温度的稳定控制。地面测试与在轨运行均表明,系统满足星载微波辐射计的设计要求,具有高精度、高可靠性的特点。     

微波化学反应器内等离子体空间温度的测量研究

针对矩形波导微波化学反应器,在低气压,低功率,纯甲烷微波放电情况下,用朗缪尔探针测量了石英反应管内等离子体的分布,用热偶计测量了微波等离子体在空间的温度分布。在谐振腔中心位置,等离子体的空间温度可以达到829℃;而在等离子体边缘区域,空间温度仅为78℃。     

面向三维球体空间温度场的对射式超声波测量研究

温度测量在航空航天、公共安全、智能制造及智能家居等方面具有重要意义。基于超声波原理的测温技术是近年来发展起来的一种新型温度测量方式,超声波测温技术具有非接触式,温度测量范围广,响应速度快和测量准确度高等特点,在航空发动机、微波干燥等领域表现出了良好性能。该文面向三维球体空间温度场测量的需求背景,基于超声波飞行速度与介质温度相关原理,采用收发同体式超声波换能器,设计了针对二维圆形平面的8换能器结构和针对三维球体空间的26换能器结构,提出了分时轮训超声波换能器接收控制策略,建立了基于径向基函数的空间温度重构算法,并基于Matlab平台对测温方法进行仿真。仿真结果表明,对于构建的对角偏斜和中心对称二维圆形平面温度场模型,以及中心对称三维球体温度场模型均具有良好的重建效果,同时在超声飞行时间的测量中还叠加了标准差分别为0.02%、0.03%和0.05%的三类高斯白噪声,进一步验证了该文提出的对射式超声波温度场测量方法具有较好的鲁棒性。     

片式多层陶瓷微波谐振器

介绍了片式陶瓷微波谐振器的工艺过程、谐振器的结构以及结构对谐振器参数的影响,谐振器与外电路的耦合采用耦合间隙的方法与谐振单元在同一层内实现,这种新结构既可给制备工艺带来方便,又可减少工艺所带来的误差。用多层陶瓷工艺技术,用高介电常数、低温烧结微波陶瓷实现了中心频率为1GHz,有载品质因数大于80的试验双端口多层微波谐振器。微波谐振器体积小,整个谐振器的尺寸为7mm×2mm×1mm,适用于表面贴装技术。     

工艺因素对Ba_(6-3x)(Sm_(1-y)Nd_y)_(8+2x)Ti_(18)O_(54)陶瓷微波特性的影响

探讨了研磨时间，黏合剂浓度、用量，压力，保压时间，预烧温度，烧结温度，烧结时间等工艺因素对Ｂａ６－３ｘ（Ｓｍ１－ｙＮｄｙ）８＋２ｘＴｉ１８Ｏ５４陶瓷（ｘ＝０．６，ｙ＝０．２，０．３）微波性能的影响，试验结果表明，在其他工艺因素控制得当时，预烧温度和烧结温度对微波性能的影响最大。在预烧温度１０５０℃，烧结温度１２００℃下，其微波特性参数εｒ＝７６．１９，Ｑ·ｆ＝１０．２ＴＨｚ，（ｆ＝４．５ＧＨｚ）。本系统陶瓷的烧结温度比一般文献低１００℃左右，性能仍不错。进一步研究可为制备低温烧结微波陶瓷提供可能。     

NaF对BMT系陶瓷结构及介电性能的影响

Ba(Mg1/3Ta2/3)O3(BMT) 具有复合钙钛矿型结构。其微波性能优异(Q > 12 000),但由于烧结温度很高(1 5301 650℃),导致成本增加,难以实用化。本实验中采用传统的固相法制备纯的BMT,然后以NaF作为添加剂,研究了NaF对BMT结构和介电性能的影响,结果表明以NaF为添加剂可大幅度降低烧结温度。样品在1 350 ℃烧结时,具有良好的介电性能。     

基于数值仿真的多馈微波加热温度控制系统

针对常用多模腔加热的不均匀性,对多馈口微波加热进行了研究,提出了一种基于数值仿真分析来设计微波加热系统的方法。通过建立1/2 全尺寸有限元模型进行仿真计算,分析了馈口数量对微波加热的影响,在此基础上采用Bang-Bang 控制策略设计了加热系统。其中,圆柱形谐振腔模型的高度为800 mm,半径为395 mm。腔体周围环形布置10个微波源,通过德拜模型仿真温度变化和测量值进行对比,验证了仿真模型的正确性。不同馈口数的COMSOL仿真结果表明,馈口数为4时,温度变异系数(COV)为0.0897,相比于一个馈口的情况,温度的均匀性提高了10.5%。通过实验测试了微波加热系统性能,实验结果表明,媒质温度能得到合理控制。     

微波对流体加热过程的数值分析

近年来,微波已被广泛用于流床进行各种工业处理.本文利用FDTD方法通过求解流体中的Maxwell方程组和热传导方程模拟了微波与流动液体介质间的相互作用,计算了流动液体中的温度分布;并研究了波导型流床中的反射和透射与介质流速、倾斜度及流体直径之间的关系.数值结果与实验结果相吻合,研究结果对工业应用具有指导意义.     

MgTiO_3微波介质材料介电性能的改善研究

对影响MgTiO3微波介质材料介电性能的机理进行了初步探讨,通过用Ca、Nb、La、Zn、Ni等对MgTiO3微波介质材料进行掺杂改性,得到一种生产工艺稳定,品质因数Q高,f(谐振频率温度系数)低,烧结温度较低(1 260℃)的微波介质材料。该材料能广泛用于制作GPS(全球卫星定位系统)天线、介质滤波器、介质谐振器等微波介质器件。     

低温共烧片式陶瓷微波带通滤波器

介绍了低温共烧片式陶瓷滤波器的工艺过程,用耦合带状线实现谐振单元设计带通滤波器的方法,通过多层陶瓷工艺,用高介电常数、低温烧结微波陶瓷实现了中心频率1GHz的微波带通滤波器,带通滤波器的体积小,整个滤波器的尺寸为5.8mm×3.6mm×1.6mm,适用于表面贴装技术。     

基于二维天线增益函数的面目标视在温度反演

根据微波辐射测量的基本原理导出了二维天线增益函数的表达式,指出了基于一维天线增益函数的傅立叶变换递推反演面目标视在温度方法的不足,提出了一种基于二维天线增益函数的迭代反演法,并用该方法反演了水面视在温度.结果显示这种反演是必要的,方法是准确的.     

低温烧结Ba3Ti5Nb6O28陶瓷及其微波介电性能

研究了CuO助剂对Ba3Ti5Nb6O28陶瓷的烧结特性、微结构以及介电性能的影响。研究表明,适量CuO助剂能使Ba3Ti5Nb6O28陶瓷的烧结温度从1 300℃降到950℃以下。部分CuO会固溶于Ba3Ti5Nb6O28并改变其晶粒形状,出现少量长条状晶粒。随着CuO含量增加,介电常数(rε)无明显变化,品质因数与频率之乘(Q×f)值因固溶物的产生而下降,频率温度系数(τf)向负频率温度系数方向移动。w(CuO)为1%的Ba3Ti5Nb6O28样品,在920℃、2 h下,获得了介电性能较好的低温共烧陶瓷,其介电常数rε为41,Q×f=6 500 GHz,τf=4×10-6/℃。